Улучшение регенерации пшеницы с помощью новых факторов транскрипции семейства DOF
Эффективность генетической трансформации пшеницы, ключевой для изучения функций генов и селекции, в настоящее время ограничена. Важнейшую роль в этом играет способность к регенерации.
Исследователи под руководством профессора Сяо Цзюня из Института генетики и биологии развития Китайской академии наук (CAS) и профессора Чжан Сяньшэна из Шаньдунского сельскохозяйственного университета изучили транскрипционную регуляцию и динамику хроматина в процессе регенерации пшеницы. Работа проводилась на сорте Fielder, известном высокой эффективностью генетической трансформации.
В результате исследования, опубликованном в Nature Plants 4 мая, были обнаружены новые факторы транскрипции DOF3.4 и DOF5.6. Их применение позволило повысить эффективность как регенерации, так и генетической трансформации даже у сорта JM22 — широко распространённой в Китае озимой пшеницы с печально известной низкой трансформационной способностью.
Учёные выявили устойчивую корреляцию между последовательной экспрессией генов и изменением доступности хроматина во время регенерации пшеницы. Для лучшего понимания этой взаимосвязи с использованием данных RNA-seq и ATAC-seq были построены комплексные транскрипционные регуляторные сети, что привело к идентификации 446 ключевых факторов транскрипции.
Было обнаружено, что на ранней фазе индукции каллуса у пшеницы селективно активируются два гена DNA binding with one finger (DOF). Это контрастирует с процессом регенерации у Arabidopsis, где индуцируются гены семейства Lateral organ Boundary Domain (LBD). Исследователи подтвердили благотворное влияние этих генов DOF на процесс регенерации пшеницы.
Это исследование не только заполняет пробел в знаниях о регенерации пшеницы, но и предоставляет обширные данные для понимания этого жизненно важного процесса. Кроме того, идентификация двух факторов транскрипции DOF открывает возможность повышения эффективности генетической трансформации пшеницы, что может принести пользу многим широко культивируемым сортам.